土壤容重范文精选

土壤容重范文第1篇

关键词：土壤；田间持水量；土壤干容重；测定

中图分类号：Q938.1+3文献标识码：A文章编号：

1.概况

延安和榆林两市地处陕西北部，地势西北高，东南低，基本地貌类型是黄土塬、梁、峁、沟、塬，是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。两市主要土壤类型为陕北黄土高原黑垆土、黄绵土带与分布于长城沿线、毛乌素沙漠南缘的栗钙土灰钙土带。两市大部属暖温带气候，榆林北部长城沿线属中温带气候，地处干旱半干旱地区，年降水总量少，降水分布极不均匀，地下水资源贫乏,以旱作农业为主。

目前为了满足延安、榆林两市土壤墒情监测需求，延安水文水资源勘测局于2009年开始墒情监测工作，目前辖区共布设了土壤墒情监测站点7处，其中延安市4处（枣园、安塞、交口河、吴旗），榆林市3处（榆林、米脂、绥德）。

2.测定目的

田间持水量，指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。是换算土壤相对湿度的重要参数。

土壤干容重，是指土壤在自然结构状态下，单位体积的干土重量。用以土壤重量含水量与体积含水量之间的换算。

由于延安水文局土壤墒情监测工作处于起步阶段，现在所采用的田间持水量、土壤干容重数值是由省防办提供的灌溉测定站上世纪80年代的成果，不能准确反映监测站点田间持水量，造成土壤墒情监测的计算成果有一定的误差。为了更好的服务于抗旱工作，提供准确的土壤水分常数，所以开展本次监测点土壤田间持水量、土壤干容重的测定。

3.方法选用

本次测定采用室内环刀法即在选定的地块用环刀采取原状土，将装有原状土的环刀置于盛水的搪瓷盘中使其含水量达到饱和。将装有饱和的原状土环刀连滤纸一起放在装有干土（或石英沙）的环刀上充分吸水，使土壤中的重力水排出，待环刀中土壤达到最大毛管悬着水，此时从环刀内取出原状土测定含水量值即为该土壤的田间持水量，土壤样品的干土重与土壤样品体积之比即为土壤干容重。

4.测定仪器及取样地点选取

所采用的测定设备仪器分别有烘箱、烘杯、天平、干燥器、搪瓷盘、铁锨、卷尺、环刀、环刀手柄、滤纸等。

采样地点选定为延安局7个墒情监测站点。安塞站位于陕西省延安市安塞县真武洞镇白坪村，地处东经109°20′，北纬36°38′；枣园站位于陕西省延安市宝塔区枣园镇上砭沟村，地处东经109°20′，北纬36°38′；榆林站位于陕西省榆林市榆阳区米家园子村地处东经109°47′，北纬38°07′；米脂站位于陕西省榆林市米脂县城关镇十里铺村，地处东经110°12′，北纬37°42′；绥德站位于陕西省绥德县白家硷乡马家楼村，地处东经110°20′，北纬37°27′；交口河站位于陕西省洛川县交口河镇桐树底村，地处东经109°21′，北纬35°39′；吴旗站位于陕西省吴起县吴起镇李子村，地处东经108°12′，北纬36°53′。所选代表地块均大于1亩、平整且远离沟槽、路边，以保证测定结果的准确性。

5.测定步骤

1、将环刀、环刀盒、烘杯用防水油笔编号。

2、在室内先称量环刀及烘杯的重量。

3、测定地块中取样。在测定地块中，选取3条垂线，每条垂线间隔2m以上，分别在20cm、40cm深处采样。将土面铲平，将环刀（刀口端向下）平稳压人土中，切忌左右摇动，在土柱冒出环刀上端后，用铁铲挖周围土壤，取出充满土壤的环刀，用锋利的削土刀去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积恰好为环刀的容积。在环刀刀口一端垫上滤纸，擦去环刀外侧的泥土，放入环刀盒中。

4、将装有原状土的环刀放于盛水的搪瓷盘内，有孔盖的底盖端朝下，盘内水面较环刀上缘低1～2mm，让其充分吸水24小时。

5、将同时采集的同层土样风干，磨细过 1mm 筛孔，装入环刀中，装时要轻拍击实，并稍微装满一些。

6、将充分吸水24小时的装有原状土的环刀取出，打开有孔的底盖，将其连滤纸一起放在装有干土的环刀上，并在环刀上压上重物，使其上下环刀紧密接触。

7、经过 8 小时吸水后，从环刀内取出原状土按照烘干法测定含水量，即为该土样的田间持水量。土壤样品干土重除环刀体积即为土壤干容重。

6.测定数据计算

可采用下式计算土壤的重量含水率

可采用下式计算土壤的干容重

7.结论

最终各墒情监测站测定的土壤田间持水量、土壤干容重结果见下表。

各监测站点测定的土壤田间持水量与土壤干容重表

参考文献

土壤容重范文第2篇

【关键词】土壤容重 测定方法 改进

1 土壤容重测定方法综述

土壤容重是指在自然状态下，单位体积土壤的干重，单位为g・cm-3。土壤的容重可以直接反映出土壤的松紧程度和结构状况等情况。而且对于土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[1]。目前，国内外对于测量土壤容重的方法有很多，但对于林地土壤，其地质结构更加复杂，而且土壤结构不均一，用普通的方法进行精准快捷的土壤容重的测量有一定的难度。森林土壤容重的测定通常采用农业土壤容重的常规测定方法，即环刀采土、烘干称量法。此外，还有蜡封法，水银排出法，填砂法和射线法（双放射源）等[2-3]。

2 测定方法的选择

在土壤容重的实验中，土壤样本的采集方法为环刀法。

（1）方法原理。用一定容积的环刀（一般为100cm3），切割自然状态下的土样，使土样充满其中，烘干后称量计算单位容积的烘干土重量。（2）实验仪器。环刀，量程为0.01的分析天平，小铝盒，烘箱，干燥器，量筒，自封袋等。（3）实验过程。实验材料均来自我市辖区内的自然保护区，选取了几个具有代表性的采样点采样；取得的土壤立即放入自封袋中冷藏保存，对每个样品进行编号，详细记录。返回实验室后，分别将小铝盒和自封袋称重，记录下其净重为m0和mz，再称量自封袋和袋内土壤样品的总重量mt；再将土壤样品从袋中取出，分别放入小铝盒内，并在小铝盒上记录好样本采集地点和采集时间，便于以后的实验分析；然后用量程为0.01的分析天平对小铝盒和土壤样品逐一进行称重，记录下质量为m；接下来将盛有土壤样品的小铝盒放入烘箱中，并在105℃条件下烘干6小时，取出后放入干燥器中冷却，降至常温后取出并记录下质量为m1；继续将称过重的小铝盒放入烘箱中，在105℃条件下烘干2小时，再放入干燥器中冷却，记录下此时的质量为m2，直至与前一次烘干的质量差小于0.05g，计算其平均值作为烘干后的质量。然后需要将烘干后土壤中较大的石砾（一般直径大于2mm）挑出，称量其质量，记为ma；再在量筒中装入适量的水，体积记为V1，再将石砾放入其中，观测并记录此时的体积为V2，则通过计算得到石砾的体积V=V2-V1；最后将以上所得的数据进行整理和汇总，并制成表格。

3 土壤容中的测定方法及其改进

3.1 土壤容重

土壤容重又称土壤假比重，是指土壤在未破坏自然结构的情况下，单位容积的重量，通常以g/cm3表示。土壤容重是土壤的一个基本物理性质，对土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特性以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[4]。土壤容重除用来计算土壤总孔隙度外，还可以用于估测土壤的松紧度和土壤结构状况。土壤容重小，说明土壤比较疏松，孔隙多，通透性较好，潜在肥力较高；土壤容重大，说明土壤比较紧实，孔隙小，结构性差，通透性差。

3.2 林地土壤容重的计算方法

通过两种方法的比较发现，石砾对土壤容重的测定有很大的影响，应当用改进后去掉石砾的方法进行计算，以减小计算过程中出现的误差。

3.3 其他改进方法

有些林地土壤中还有较多的有机质，土壤中的有机质也会对土壤容重的测定产生影响，所以也应该考虑其在计算过程中产生的影响，对计算方法加以改进。

根据不同土壤结构和组成成分，应当选用不同的计算方法，以减少计算过程中出现的误差，使林地土壤容重的测定结果更加准确。

4 结语

通过本次实验可知，保留石砾的土壤容重和去掉石砾的土壤容重测量结果相差甚远，准确测量林地土壤的容重对科学研究意义非凡。在实验过程中学习实验方法的改进对于减少实验中繁杂的步骤，减少实验时间，特别是对实验结果的准确度予以保障，这才是我们在以后的学习和工作中应该秉承和发扬的。

参考文献：

[1] 郑纪勇，邵明安，张兴昌.黄土区坡面土壤容重和饱和水率空间变异特征[J].水土保持学报，2004（3）：53-56.

[2] 中国科学院南京土土壤研究所土壤物理研究室.土壤物理性质测定法[M].科学出版社，1978.

土壤容重范文第3篇

关键词：土壤水分；土壤物理性质；土地利用；容重；土壤表层

中图分类号：S152.7

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）22-0023-02

1引言

土壤水分主要受降水、地形、土壤物理性质和土地利用的影响。笔者的课题探究在西双版纳热带植物园，选取森林、草地、裸地3种不同土地利用类型，研究了不同土地利用类型对土壤水分及容重的影响。为当地的土壤评价提供科学参考。

2材料与方法

2.1研究区概况

中国科学院西双版纳热带植物园位于中国云南省西双版纳傣族自治州景洪市勐腊县勐仑镇葫芦岛，距离景洪市有96km，距勐腊县城有100多km，东经101°25′，北纬21°41′。中国科学院西双版纳热带植物园地处北回归线以南，年平均气温21.4℃，属北热带季风气候，其特点是热量丰富、夏无酷热、冬无严寒、降水充沛，旱雨两季分明。虽降水充沛，但80%的降水集中在5～10月。研究时间在1月下旬，属于当地旱季，降水较少。

2.2样品的采集

2016年1月24日在中科学院西双版纳热带植物园选取森林、草地、裸地3种不同土地利用类型（表1）。在坡中取0～50cm刨面样品，从土壤表层开始每10cm分为一层，每层平行取样3份用于测定土壤含水量，取出样品后立即装入塑料密封袋中（防止水分蒸发）。

2.3测定指标与方法

土样含水量是指土样在105～110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。

2.3.1烘干法仪器设备

①恒温烘箱：一般要求在50～200℃范围内能在任一点保持一定恒温范围。采用的温度是105℃，控制温度的精度高于±2℃；

②电子天平；

③附属设备：铝盒（称量盒）、温度计等。

2.3.2测定方法

①称样品（>1mm风干土）10g左右，置于已知重量的称皿中；将数据记录在标签上；

②放入烘箱，在105℃（温度过高，有机质易碳化散逸）温度下烘至恒重；

③取出放干燥器（干燥器中的干燥剂氯化钙或变色硅酸要常更换）中冷却约20min，立即称重。

2.4指标的计算

含水量=（烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质量）/（烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量）×100%，

容重=纯干土质量（g）/环刀体积（200cm3）。

2.5数据的处理

研究中的图表均在MicrosoftOfficeExcel工作表中计算和处理。

3结果与分析

3.1不同土地利用类型下的土壤含水量变化特征与分析

3.1.1裸地土壤刨面含水量变化

坡面土壤未经人类过多的扰动。在该区域内无植被，其下表层土壤含水量在0.171～0.202之间，极差可达0.031。可见荒地土壤含水量随深度变化较小，这可能因为旱季降水少，水体下渗作用较弱，冬季气温不高，蒸发较少。

3.1.2草地土壤刨面含水量变化

草地土壤曾经过人类的扰动，2011年园内研究楼建成，建筑垃圾多填埋于草地中。在该区域内植被为草地，其下表层土壤含水量在0.168～0.204之间，极差可达0.036。可见草地含水量随深度变化较小，这可能因为旱季降水少，水体下渗作用较弱，冬季气温不高，蒸发较少。同时20～50cm处建筑垃圾较多，多为石头，可能对含水量影响较大。

3.1.3森林土壤刨面含水量变化

森林土壤未经人类过多扰动，在该区域内植被为热带季雨林，其下表层土壤含水量在0.305～0.351之间，极差可达0.046。可见森林含水量随深度变化较大，这可能因为枯落物较多，水体蒸发较少，0～10cm含水量较多，10～50cm根系较少，故土地含水量较少且变化趋势趋于平缓（图1）。

3.2不同土地利用类型下的土壤表层容重变化特征与分析

对3种样地容重的3个测量值剔掉一个最偏值后取平均值。结果发现土壤表层容重中裸地最大，可达1.72095g/（200cm3），草地土壤容重为1.658475g/（200cm3），比裸地降低0.062425，森林土壤容重仅为1.08795g/（200cm3），比裸地降低0.633，减少约36.8%。裸地与草地的土壤表层容重较高，且差异较小，森林的土壤表层容重明显低于裸地与草地，这可能与人为活动有关（图2）。

4结论与讨论

0～50cm土壤含水量的变化次序为：森林>草地，森林>裸地，草地与裸地差别不明显；表层土容重的变化次序为：森林>草地>裸地。

在该区域内，裸地与草地土壤含水量变化不大，但森林的含水量明显高于裸地与草地，这可能是森林的树冠郁闭度和枯枝落叶层大于裸地与草地，能够较大减少地面蒸发，起到保水作用所致。

土壤表层容重以裸地最大，可达1.72095g/（200cm3），草地，森林依次降低，其中森林最低。这可能与土地利用类型、人为活动和土壤性质有关，其原因和裸地与草地经常受到人类踩踏有关。

5结语

裸地的容重大，含水量低，不利于地表水下渗，从而加大地表径流，减少地下水，携带表面土层造成水土流失，土层变薄，这片土地就会越来越贫瘠，这不利于农作物的生长，降低农作物产量，而地表水加大，会携带泥沙到河流下游，导致下游含沙量增高，洪涝灾害就会越来越频繁；反之，林地的容重小，有利于地表水的下渗，植物就会更多的通过蒸腾作用把地下水转变为大气中的水蒸气，所以当地在旱季也会减少发生旱灾的可能性。

通过分析，表明自然地理的五大要素（气地水生土）是互相关联的，所以要在利用这些土地时不能只看中土地产生的经济效益，还要考虑该地区生态环境的可持续发展，这样才能实现经济、社会、生态3方面的可持续发展。

通过这次的实验活动，了解到不同土地利用类型含水量和容重的差异，以指导今后的生产生活，让人们更好的理解了可持续发展的思想。

参考文献：

[1]李天杰，赵烨，张科利，等.土壤地理学[M].3版.北京：高等教育出版社，2004.

[2]冯广龙，刘昌明.土壤水分对作物根系生长及分布的调控作用[J].生态农业研究，1996，4（3）：5～9.

土壤容重范文第4篇

关键词：土壤；有机质；土壤容重

中图分类号：S158 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）01-0059-04

Studies of Relations between Soil Organic Matter Content and Soil Bulk Density in Different Soil Level in Donglan County

MA Lin-ying1，LIANG Yue-lan1，WEI Guo-jun2，LIANG Yun2

（1.Guangxi Ecological Engineering Vocational and Technical College，Liuzhou 545004，Guangxi，China；

2.Donglan Returning Farmland to Forest Office，Donglan 547400，Guangxi，China）

Abstract： Using chestnuts in A and B level of the soil profiles in 7 kind of site types of the forest land returned from the cultivated land and wasteland woodland in Donglan County as studying objects， the blade ring method was used to survey soil bulk density， the potassium dichromate-outside the heating method was used to survey soil organic matter content， the analysis of variance with single factor was used to analyze the differences of A and B level of soil organic matter content and soil bulk density， the analysis of Least-squares was used to estimate the regression equation of soil organic matter content and soil bulk density. The relations of regression equation of quadratic parabola was obtained in A level between soil organic matter content and soil bulk density. The relations of regression equation of three parabolic was obtained in B level between soil organic matter content and soil bulk density. The extent of A level between soil organic matter content and soil bulk density was deeper than that of the B level. The extent of A level and B level between soil organic matter content and soil bulk density in the wasteland woodland was deeper than that of A and B level of the forest land returned from the cultivated land.

Key words： soil； organic matter；soil bulk density

收稿日期：2013-01-21

基金项目：广西区林业厅资助“广西退耕还林工程建设效益监测”项目（AB180102）

作者简介：马麟英（1968-），女，广西南宁人，副教授，硕士，研究方向为森林生态学，（电话）13978052057（电子信箱）。

土壤有机质是土壤固体物质的一个重要组成部分，其组成元素是C、H、O、N，土壤有机质的来源主要是生长在土壤上的植物和居住在土壤中的动物、微生物，在其全部或部分死亡后，它们的残体就变成有机质，加入到土壤的上部或内部[1]。有机质对土壤的水、肥、气、热等各种肥力因素起着主要的调节作用，对土壤耕性结构也有重要影响，可以促进团粒结构的形成，改善物理性质，有机质含量多的土壤，土壤团聚体多，稳定性好，其在土壤中主要以胶膜形式包被在矿质土粒的外表，由于它是一种胶体，黏结力比砂粒强，所以施用于砂土后增加了砂土的黏性，可促进团粒结构的形成[2-6]。另一方面，由于它松软、絮性、多孔，而黏结力又不像黏粒那样强，所以黏粒被包被后易形成散碎的团粒，使土壤变得比较松软而不再结成硬块，这说明土壤有机质既可改变砂土的分散无结构状，又能改变黏土坚韧大块结构，从而使土壤的透水性、蓄水性以及通气性都有所改善。

土壤容重是指在自然状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量。土壤容重是重要的土壤物理性状，是衡量土壤好坏的重要指标之一，它直接影响着土壤水肥供应、通气状况及作物根系穿透阻力等因素。一般情况下，土壤容重小说明土壤孔隙数量多，比较疏松，结构性好，土壤的水分、空气、热量状况良好[7]。而土壤中有机质含量的多少决定着土壤的物理结构性，因此，土壤有机质含量与土壤容重有一定的关联性[8]。目前，有关土壤有机质与土壤物理性质的研究有很多，但专门就土壤有机质含量与土壤容重之间的关联的研究还比较少。因此，本研究通过对广西东兰县山区退耕林地及相应的荒山林地的7种立地类型A、B层的土壤有机质和土壤容重及其相关理化性质的测定，并通过图表分析，确定不同土层土壤有机质含量与土壤容重之间的关联性，为该县的林地的肥料管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

东兰县位于广西西北部，地处东经107°05′07″-107°43′47″，北纬24°13′02″-24°51′01″。属于南亚热带季风气候区，具有夏长冬短，热量丰富，雨量充沛，水热同期等特点，全年降雨量1 196.6～1 689.1 mm，冬春季雨量较少，相对湿度79%，属湿润气候。全县年均气温20.2 ℃， 年总积温6 710～7 747 ℃，年总辐射量429.79 kJ/cm2，年日照总时数1 526.7 h，属日照偏少地区，无霜期351 d；地势由北向南倾斜，地形复杂，岭谷相间，沟壑纵横，属红壤地带，耕地多分布在半山腰上，土层浅、坡度大，水土流失严重。林业用地及常年耕地海拔一般在223～1 000 m之间。是典型的喀斯特岩溶地貌。

1.2 调查方法和测定方法

1.2.1 土壤剖面设置 采用典型抽样的方法，每一种立地类型在3个乡（镇）各设置一个土壤剖面的位置，选在人为因素影响较少的地方设置剖面。

1.2.2 野外取样 对东兰县的7种典型退耕林地和荒山林地立地类型地带进行了野外调查取样，每一个土壤剖面挖深度约为1 m， 除去土壤表层植物体，分A、B两层采集记录，A、B层各取一个50 cm3的环刀土和各采0.5 kg的土壤样品，并相应进行土壤剖面形态特征的记载。每一种立地类型的退耕林地和荒山林地均在3个乡（镇）各设置一个土壤剖面取土样，则7种土地利用类型共取42个土样；土壤水分测定：测定42个土样的土壤鲜重，填写好标签，分别装入自封袋中，带回实验室处理。

1.2.3 样品处理 将用于测定土壤容重与水分的42个土样置于烘箱中，在110 ℃条件下烘8 h至恒重，测定土样干重，计算土壤含水量。用于测定土壤有机质含量的土样则先在室内风干，将风干后的土壤平铺在木板或硬塑料胶板上，用木棒碾碎，用1 mm孔径的土壤筛过筛，拣出石块杂物和石砾，再碾再筛，直至小于1 mm的土粒全部过筛为止。将通过1 mm筛孔的土样搅匀后铺成薄层，划成许多面积相等的小格，用角勺从每小格中取出少许的土样，在研钵中研磨，使之全部通过0.25 mm的筛孔，装入有磨口的广口瓶中，在避光、干燥的室内存放，供测定有机质含量用。

1.2.4 测定方法 土壤容重和孔度采用“环刀法”，土壤含水量的测定采用“烘干法”，土壤质地的鉴定采用手感法。用重铬酸钾法-外加热法测定土壤有机质的含量。

1.3 数据计算及分析方法

1.3.1 土壤的各个指标的计算方法

1）土壤比重=2.65 g/cm3。

2）土壤含水量W=■×100%，其中W1是指10 g土壤样品的湿土重，W2是指10 g土壤样品的干土重。

3）土壤容重D（g/cm3）=■×（100+W），其中M是指环刀内湿土和环刀的总重量，M1是指环刀的重量，V是指环刀的容积，为50 cm3，W是指土壤含水量。

4）土壤孔隙度=■×100%。

5）土壤有机质=■×100%，式中：V0为空白试验消耗的FeSO4体积数，单位为mL；V为土样消耗的FeSO4体积数，单位为mL；N为硫酸亚铁标准溶液浓度，单位为mol/L；0.003为1/4碳原子以g/mmol作单位的摩尔质量的数值；1.742为由土壤有机质换算成有机质的换算系数；1.1为校正系数；W为风干土重量，单位为g。

1.3.2 数据显著差异分析方法 采用单因素方差分析方法，以95﹪的可靠性分别判断各个立地类型的A层和B层之间、各个立地类型的A层之间、各个立地类型的B层之间有机质含量和土壤容重显著差异性，计算公式如表1所示。如果只是A层和B层数值之间的对比，方差分析结果表明是差异显著，则可以断言2层数值之间呈显著性差异；如果是7种立地类型之间的A层数值或B层数值比较，方差分析结果表明是差异显著，并不能就断言各水平两两之间都有差异显著，则还需要进行多重比较分析。多重比较采用q检验方法进行，并设定危险率两种，а=0.05和а=0.01，计算公式如下：D=qa（a，f）■。首先从Q表查出q0.05和q0.01的值并计算D0.05和D0.01的值，若两个水平间的差异大于D0.01的，则说明两者之间差异非常显著；若两个水平间的差异大于D0.05的值，则说明两者之间差异显著。

2 结果与分析

2.1 退耕林地及其相应的荒山林地立地类型

所调查的东兰县退耕还林地及其相应的荒山林地有7种立地类型（表2），分别是立地类型5-中山下坡砂页岩中土层黄壤、立地类型7-低山砂页岩薄土层红壤、立地类型8-低山砂页岩中土层红壤、立地类型9-低山砂页岩厚土层红壤、立地类型10-丘陵砂页岩薄土层红壤、立地类型11-丘陵砂页岩中土层红壤、类立地类型13-（棕色）石灰岩。

2.2 A、B层土壤有机质含量及土壤容重的测定结果及分析

各立地类型退耕林地和荒山林地土壤剖面的物理性状及有机质含量的平均值如表2。由表2可知，7种退耕还林立地类型的A层土壤有机质含量变化范围在1.56%～2.96%之间，土壤容重变化范围在0.92～1.36 g/cm3之间，B层土壤有机质含量变化范围在0.57%～1.80%之间，土壤容重变化范围在0.87～1.40 g/cm3之间；七种荒山林地立地类型的A层土壤有机质含量变化范围在1.65%～3.06%之间，土壤容重变化范围在0.90～1.38 g/cm3之间，B层土壤有机质含量变化范围在0.56%～1.95%之间，土壤容重变化范围在0.84～1.37 g/cm3之间；两种林地类型的各立地类型A层土壤有机质含量均比B层的高，荒山林地立地类型的A层土壤有机质含量比退耕还林立地类型的A层的高。经过方差分析和多重比较，7种退耕还林和荒山林地立地类型的A、B层土壤有机质含量及土壤容重值之间均存在极显著的差异，两种林地的各立地类型之间的A层对比及B层对比也存在极显著的差异，其P

3 小结与讨论

研究结果表明，2种林地类型的A层土壤有机质含量和土壤容重之间的关联紧密程度比B层的大。对于大多数土壤来讲，土壤的耕作层土壤容重适宜在1.1～1.3 g/cm3之间，在此范围内有利于植物根系的生长，对于质地相同的土壤来讲，容重值过小则表明土壤处于疏松状态，容重值过大则表明土壤处于紧实状态[9-12]；对于植物生长发育来说，土壤过松过紧都不适宜，过松则通气透水性强，过紧则通气透水性差，妨碍植物根系的延伸[13]。

对于植物的前期生长，则重点考虑A层土壤的容重值，对于植物的中后期生长或深根性的植物则既要考虑A层土壤容重，又要考虑B层土壤容重。

参考文献：

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土壤容重范文第5篇

关键词：容重变化；水土流失；人工降雨

Abstract: The simulated rainfall experiment was used to quantify the effects of different bulk densities on runoff , soil erosion processes and hydrological process on red earth land-slope .The results showed that：(1) infiltration rate with time gradually weakened, with the bulk density increases; (2) runoff intensity time to build, with the bulk density increases. Soil bulk density is bigger, runoff moments earlier, runoff coefficient is big. Such as soil crust inhibited runoff, runoff decline; (3) the slope sediment yield increases with time, the bulk density is bigger, the sediment yield increasing. Such as soil crust inhibited sediment, sediment reduction.

Keywords: Bulk density；Soil erosion；Artificial rainfall

中图分类号：S157.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1 引言

土壤物理性质是影响水土流失的重要因素，土壤容重的大小反映了土壤的松紧程度，是影响土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征和土壤抗侵蚀能力的重要因素之一，对坡面降雨入渗产流产沙等过程不可忽视。南方红壤丘陵区是我国农业生产发展潜力最大的地区之一，翻耕较频繁，长期对山丘坡地资源的强度开发利用，造成了较为严重的水土流失。因为土壤层薄，流失的土层厚度的比例很高，土壤石砾化严重，已直接制约了农业生产的发展。

目前，我国对于水土流失状况和规律的研究中，耿晓东等2009年在《红壤坡面降雨入渗及产流产沙特征试验研究》中得出在不同降雨强度和坡度条件下,产流时刻随降雨强度和坡度的增大而提前。王占礼等2005年在《黄土裸坡降雨产流过程实验研究》中研究了黄土高原裸坡降雨产流的变化过程，得出了不同因子对径流的影响，并得出了各因子和径流之间的关系方程式。刘俊娥等2010年在《黄土坡面薄层产流过程试验研究》中通过人工模拟降雨试验的方法，研究了黄土高原中部安塞黄绵土条件下的坡面薄层产流过程，得出了各产流因子与产流的关系方程。

基于前人研究的成果，本研究以模拟红壤坡地为研究对象，开展了不同容重情况下坡面径流入渗和侵蚀产沙特征研究，分析坡地系统内的侵蚀产沙入渗规律，探索不同容重条件下的侵蚀产沙入渗动态。这对完善红壤坡地水土流失问题的治理方案提供理论基础，优化布局和设计整体水土流失治理措施，合理地指导坡地农业种植结构具有重要意义。

2 实验材料与方法

2.1 实验过程与材料

试验用土采用湖南省长沙市东郊，属中度脱硅富铝化的铁铝土，质地较粘重。在生产上粘土具有保肥、保水的特性，但耕性较差的特点。试验土样经过1cm孔筛网，晾晒等处理填装。试验坡面植被覆盖率为零，初始含水率为15%，质地均匀。

试验所用土槽规格为：长200cm×宽30cm×高30cm ，坡度固定为15°，土槽径流流出口处安装V形槽用于收集径流。为了控制试验坡面物理状况一致性，按照设定的容重计算每层土壤重量分层填装。避免减小边壁对水分入渗的影响及土层之间产生人工分层现象。

降雨设备由供水、稳压、降雨3个子系统构成。降雨高度为7m，雨滴有效降落高度为6m，有利于保证雨滴降落的最终速度能够达到天然降雨降落到地表的最大速度。降雨强度控制在80mm/h左右，均匀度大于80%。

2.2 试验设计

人工模拟降雨试验在湖南农业大学排灌实验室进行，其为了揭示不同容重对坡面水土流失过程的影响，容重分别设置为1.1g/cm³，1.15 g/cm³，1.2 g/cm³，重复2次。研究数据均为重复降雨试验数据的算术平均值。

3 结果与分析

3.1 容重变化对入渗过程的影响

土壤容重主要由土壤孔隙及土壤固体的数量来决定，而土壤水分入渗能力直接决定于土壤孔隙度值，它对土壤水分运动的驱动力和水力传导度产生影响，进而影响到土壤水分入渗能力，也就是说土壤容重在一定程度上决定了土壤入渗能力的大小。孔隙度愈高，土壤的透水性将愈强。通常土壤的入渗能力用入渗率来衡量，入渗率指的是一定时期内降水入渗补给地下水的水量与同期内降水量的比值。入渗率的计算公式见（1）：

⑴

式中，—入渗率（mm/min）；—径流量（mm）；—降雨强度（mm/min）；—时间（min）；—坡面实际承雨面积（cm²）；—坡度；10—量纲换算系数。

图1 不同容重条件下平均入渗率随时间的变化过程

Table1 Different density conditions average infiltration rate changes over time

由图1可知，不同容重条件下，土壤的平均入渗率变化过程有所差异，即土壤的平均入渗率随土壤容重的增大而减小。一般来说，容重大的土壤较为紧实致密、容重小的土壤疏松多孔，在相同土壤结构、含水量和水势梯度条件下，容重大的水力传导度小于容重小的土壤。因此，容重大的土壤水分入渗能力小于容重小的土壤。

3.2 容重变化对产流过程的影响

产流过程指流域上降水经过植物截留、填洼、下渗、蒸发等损失而产生净雨过程。在地面形成地表径流；在地下部分补充土壤的缺水量，部分形成地下径流。本实验主要研究地表径流，由于是模拟平整的红壤裸坡坡地，所以，不考虑植物截留、填洼等损失；蒸发损失的量少，不便计算，忽略不计，只考虑降雨下渗后的坡面产流情况。

根据坡面降雨产流过程, 定时采集径流样, 并计算出径流深度H（mm/min）和径流系数（%），计算方法见公式（2）和公式（3）

（2）

土壤容重范文第6篇

关键词：重铬酸钾容量法；土壤有机质；COD恒温加热器；油浴锅；电砂浴 文献标识码：A

中图分类号：O656 文章编号：1009-2374（2016）26-0011-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.006

土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质，包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土壤中植物残体和植物分泌物。土壤有机质是植物必要元素的主要来源，促进土壤的保肥能力和缓冲能力，还能络合土壤中的重金属、消去土壤中的农药残渣，所以土壤有机质的测定对环境具有重要意义。

本领域通过各方法对比研究，土壤有机质的测定中重铬酸钾容量法是最为普遍应用的方法。现主要有油浴锅加热、电砂浴加热、烘箱加热、消化炉加热等，但这些加热法大都温度难以控制或者是对环境有污染。本方法主要探索COD恒温加热器加热前处理土壤有机质，通过实验摸索出比较理想的控制条件。

1 原理

重铬酸钾氧化――外加热法是利用外加热法，用COD恒温加热器加热条件下，加速有机质的氧化，重铬酸离子使土壤有机质中的碳氧化成二氧化碳，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁的标准溶液滴定，并以石英砂做试剂空白标定，根据有机碳被氧化前后重铬酸离子数量的差值，就可算出有机碳的含量，再乘以系数1.724，即为有机质的含量。

2 实验部分

2.1 主要仪器与设备

电子天平：感量0.0001g；调温电炉；温度计（250℃）；回流装置：带圆柱形全玻璃回流装置；加热装置：JH-12型COD恒温加热器。

2.2 实验试剂

2.2.1 重酸钾标准溶液[C（1/6K2Cr2O7）=0.8000mol/L]：称39.2245g重铬酸钾（K2Cr2O7，分析纯）加400mL水，加热使其溶解，冷却后用水定容至1L。

2.2.2 0.2mol/L硫酸亚铁溶液：称56.0g硫酸亚铁（FeSO4・7H2O，化学纯）或80.0g硫酸亚铁铵[Fe（NH4）2

（SO4）2・6H2O，化学纯]，溶解于水，加入15mL浓硫酸，用水定容至1L。

2.2.3 邻菲啉指示剂：1.485g邻菲啉（C12H8N2・H2O）及0.695g硫酸亚铁（FeSO4・7H2O）溶于100mL水，形成红棕色络合物[Fe（C12H8N2）82+]，贮于棕色瓶中。

2.2.4 浓硫酸（密度1.84g/mL，化学纯）。

2.2.5 硫酸银（化学纯）：研成粉末。

2.3 实验步骤

2.3.1 称样：用减量法称取0.1000～0.5000g通过0.149mm的风干土样，加入回流瓶中，再加0.1g粉末状的硫酸银。用吸管加入0.8000mol/L重铬酸钾标准溶液5mL，然后用注射器加入浓硫酸5mL浓硫酸，并小心旋转摇匀。

2.3.2 消煮：先将COD恒温加热器预热至185℃～190℃，将盛有土样的回流瓶擦干外表面的水气、插入加热器中，插上冷凝管加热，此时调整加热器温度为170℃～180℃，并从溶液开始沸腾时计时，保持溶液沸腾5min，然后取下回流瓶装置。如煮沸后的溶液是绿色，表示重铬酸钾溶液用量不足，应再称取更少量的土样重新处理。

2.3.3 滴定：待其冷却后，用装有去离子水的洗瓶冲洗冷凝管壁和磨口处，仔细取下冷凝管，用水稀释至60～80mL，加邻菲啉指示剂3～4滴。用0.2mol/L硫酸亚铁溶液滴定，溶液由橙黄色经蓝绿色、最后到棕红色为终点，记录硫酸亚铁溶液的用量（V）。

每批样品分析时，必须做2～3个空白样品标定；空白标定不加土壤样品，加入0.1～0.5g石英砂，其他实验步骤与以上测定土样时完全一致，记录空白标定硫酸亚铁溶液用量（V0）。

3 结果与分析

3.1 计算公式

3.2 准确度与精密度

有机质准确度和精密度测试数据如表1和表2所示：

本方法的准确度为0.6%～1.4%，精密度为0.7%～1.4%，误差都在控制范围内。另外做实际样品18个，分别是低、中、高浓度各6个，低浓度样品测试结果为7.6～7.8mg/L，平均值为7.7mg/L；中浓度样品测试结果为10.9～11.3mg/L，平均值为11.1mg/L；高浓度样品测试结果为18.6～19.0mg/L，平均值是18.7mg/L。说明稳定性较好，符合质控要求。

4 讨论

本方法通过加热设备的改进，克服了传统方法中的时间、温度不易控制、环境污染等问题，且标准样品的准确度、精密度和稳定性都得以控制。通过实验可知，选择合适的温度、加热时间，COD恒温加热器能作为土壤有机质分析的加热器，其实验结果完全满足质量控制要求，在减少污染、简捷、方便等方面优于传统方法，可在日常工作中加以推广。

参考文献

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土壤容重范文第7篇

关键词：保护性耕作；旱沙地；土壤机械组成；容重

中图分类号：S152；S344.9 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）22-5449-03

冀西北高原属于农牧交错带的河北省西北部高原地区，又称坝上高原[1]，地处北方季风主风道，每到冬、春季节，受蒙古高压天气系统控制，加之区域地势高亢，下垫面平缓、植被稀少，大风频繁，土壤侵蚀严重[2]。人类不合理翻耕土地、放牧和樵采等经济活动是加剧土壤风蚀的重要因素。研究表明，地表采取作物残茬覆盖等特殊保护可以减少农田土壤风蚀损失；此外，通过改变土壤特性、微地形和作物残体等因素也可影响土壤风蚀[3-8]。王云超[9]和常春丽[10]通过对冀西北高原多年坡梁地保护性耕作的研究发现免耕降低了作物的产量。因此，针对该区的发展现状及存在的问题，按照生态学原理和农业可持续发展的要求，在稳定和提高粮食与牧草单产的同时，如何防止土壤退化、减少风蚀成为该地区生态环境的重要问题，而保护性耕作是解决这一问题的有效途径。其中土壤的物理性质是影响土壤风蚀和作物产量的主要原因之一，因此研究该区域保护性耕作制度下农田土壤容重和机械组成的变化状况，探索造成免耕减产的土壤特性基础，旨在为保护性耕作技术在冀西北坝上高原地区的合理应用和推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于河北省张北县河北农业大学实验站内，该区属半干旱大陆性季风气候，年平均气温2.6 ℃，无霜期103 d，降水量400 mm，蒸发量1 693.0 mm，干燥度2.0～2.3，光照资源居河北省之首。土壤为沙质栗钙土，质地为多砾质沙土。作物种植方式为莜麦一年一熟。

1.2 试验设计

试验于2001—2008年进行，设置翻耕、旋耕和免耕3种耕作处理，每个处理设4次重复，共12个小区。小区面积为90 m2（9 m×10 m）。各处理具体操作为：①翻耕：在莜麦收获后将麦茬翻埋于土壤中，翻耕深度约25 cm；②旋耕：在莜麦收获后，用旋耕机将麦茬旋入土壤，深约15 cm；③免耕：莜麦茬自然（直立）分布于田间的情况下，采用免耕播种机一次性完成播种、施肥作业。

3个耕作处理的灌溉、施肥、作物品种及其他管理措施均相同，供试品种为当地主栽晚熟莜麦品种坝优1号，播种量为65 kg/hm2，行距27 cm。在莜麦播种时施入纯N 75 kg/hm2和P2O5 60 kg/hm2，生育期内不再进行追肥；莜麦播前提前14 d使用除草剂2，4-D丁酯控制杂草，生育期内不灌水。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 样品采集 在2008年莜麦收获后采样，分0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm 4个层次分别采集混合土样，每小区3次重复。在采集和运输过程中尽量减少对土样的扰动，实验室内风干土样。

1.3.2 测定方法 土壤容重采用环刀法测定，土壤机械组成采用吸管法测定[11]。利用SPSS 13.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同耕作方式对莜麦产量的影响

表1为2007年和2008年不同耕作方式下的产量。由表1可知，2007年和2008年免耕产量比旋耕分别降低了19.76%和60.33%，两年平均产量降低了37.83%；比翻耕分别降低了18.96%和70.53%，两年平均产量降低了45.88%。免耕产量与旋耕、翻耕处理差异在两年间均达到极显著水平，两年平均产量差异达到显著水平。2007年旋耕产量比翻耕增加了0.99%，差异不显著；2008年降低了25.70%，差异达极显著水平；两年平均降低了12.94%，差异不显著。通过比较可以看出，旋耕与翻耕处理的产量较高，免耕处理的产量最低，减产明显。

2.2 不同耕作方式对土壤机械组成的影响

该地区不同耕作处理0～30 cm土壤石砾、沙粒、粉粒和黏粒含量变幅分别为12.491%～23.343%、56.004%～64.416%、8.260%～11.446%和11.910%～14.833%，各粒级颗粒平均含量分别为17.399%、59.522%、9.733%和13.346%，构成了多砾质沙土（表2）。免耕和旋耕0～5 cm土壤石砾含量均小于5～30 cm各层土壤石砾含量的均值，翻耕0～5 cm土壤石砾含量大于5～30 cm土壤石砾含量的均值，旋耕0～5 cm石砾含量最少，说明翻耕增加了0～5 cm土壤中石砾的含量。粗沙粒含量免耕0～5 cm土壤显著高于5～30 cm各层土壤，旋耕0～5 cm土壤显著高于5～30 cm各层土壤，翻耕0～10 cm土壤低于10～30 cm各层土壤，说明免耕和旋耕增加了0～5 cm土壤粗沙粒的含量，主要以粗沙粒为主。黏粒含量中粗黏粒的含量免耕0～5 cm高于10～30 cm各层土壤。

有研究表明冀西北地区0.02～0.2 mm颗粒是风蚀物的主要成分[12]，该粒径属细沙粒和粗粉粒[13]。由表2可知，0.01～0.25 mm颗粒含量0～5 cm土层中为翻耕>旋耕>免耕，分别为39.356%、36.838%和34.330%，处理间差异达显著水平，翻耕和旋耕处理分别比免耕高14.64%和7.31%，说明免耕减少了风蚀物主成分的数量；5～30 cm土层中为旋耕>免耕>翻耕，平均值为38.975%、38.828%和38.509%，差异不显著。说明翻耕把0.01～0.25 mm颗粒从深层带到表层，因风蚀逐年减少，是造成土地沙化的主要原因之一，免耕可以起到保护地表的作用。

2.3 不同耕作方式对土壤容重的影响

图1是不同耕作方式下的土壤容重值。从图1可以看出，免耕0～30 cm和旋耕10～30 cm各层土壤容重均在1.60 g/cm3以上，最大值出现在免耕0～10 cm，土壤容重为1.66 g/cm3；旋耕0～10 cm和翻耕0～30 cm土壤容重为1.34～1.52 g/cm3，最小值出现在旋耕0～10 cm，土壤容重为1.34 g/cm3。免耕0～10 cm土壤容重比旋耕和翻耕分别高23.14%和8.81%，差异均达显著水平。旋耕0～10 cm土壤容重比翻耕降低了11.84%，差异达到显著水平；比旋耕10～20 cm、20～30 cm的土壤容重分别降低16.77%和18.29%，差异均达到显著水平。翻耕各层土壤容重差异不显著。通过分析可以得出免耕显著地增加了表层土壤的容重，耕作可以降低土壤的容重，从而改变土壤的松紧状况。

3 结论

1）在旱沙地农田，以旋耕和翻耕处理的莜麦产量较高，免耕处理两年平均产量分别比旋耕和翻耕处理降低了37.83%和45.88%，免耕减产显著。

2）冀西北高原地区旱沙地农田土壤机械组成以沙粒为主，平均含量为59.522%；土壤颗粒含量石砾>黏粒>粉粒，构成了多砾质沙土。免耕和旋耕处理减少了0～5 cm土层石砾和细沙粒的含量，增加了粗沙粒含量，翻耕则相反。3种耕作方式对土壤中风蚀物的主成分（0.01～0.25 mm颗粒）影响较大，0～5 cm的表层土壤中旋耕和翻耕比免耕高7.31%和14.64%。翻耕将深层土壤内0.01～0.25 mm颗粒带到表层，由于风蚀造成该粒径范围内颗粒在整个土体内逐年减少。

3）耕作方式直接影响了冀西北高原地区土壤容重的大小，与免耕相比，旋耕使0～10 cm土层、翻耕使0～30 cm各层土壤的容重显著降低。

4 讨论

冀西北高原地区特殊的气候条件，即风大、沙大，光照时间长、强度大，且秸秆不易覆盖，加速了有机质的矿化过程；同时该地区处于农牧交错带，对于秸秆的使用量大，当地农民主要将莜麦秸秆用于饲喂牛羊，主观上不愿用秸秆覆盖，所以该地区秸秆覆盖的应用需通过对生态与经济做进一步分析研究。沙质栗钙土特殊的土壤类型决定了在无秸秆覆盖的前提下实行免耕后土壤过硬，严重影响播种质量和出苗率以及中后期作物生长和产量形成，最终导致减产。

由于耕作方式的不同造成土壤孔隙度发生变化，从而改变了土壤的容重，耕作显著影响了土壤的容重，免耕虽然使土壤表层容重增大，土壤变得紧实，但机械组成没有发生明显的变化。0～5 cm土壤内石砾、粗沙粒、细沙粒旋耕和免耕趋势相近，并且旋耕产量与翻耕差异不显著，均大于免耕。

综合考虑生态和产量，旋耕是该地区比较理想的耕作方式。但是本研究只是对保护性耕作试验实施8年后的结果进行分析，要研究不同保护性耕作方式对土壤结构的影响还需要进行长期的试验。只有综合分析不同耕作方式对土壤结构、水分运动、生物特性和作物生长状况的影响，才能评价不同耕作方式的优劣。

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土壤容重范文第8篇

1材料与方法

1.1调查区概况

调查地点选在陕西关中粮食主产地区,该区年降水量500~800mm,多年平均为650mm左右,年内降水分配不均,主要集中在7、8、9三个月,年平均温度在11.0℃~14.0℃,年蒸发量平均在800mm左右,地下水位埋深在80~100mm,属于半干旱偏湿润易旱地区[11]。本试验采样点分布在宝鸡、杨凌、兴平和渭南等4个地区。供试土壤类型均为土,土壤有机质含量变异在6.87~15.79g/kg,土壤pH在8.2左右,属于石灰性土壤,质地类型为重壤质。

1.2试验处理及方法

试验于2008年11月在上述4个地区农田进行,种植作物均为冬小麦。土壤容重在每个地区随机选取3块农田进行测定,每个点重复两次,按照农作物根系的主要活动空间,用自行设计的原状土取土钻(见图1)按照10cm的间距从上到下逐层测定0~40cm范围内土壤容重;用SC-900型坚实度计按照2.5cm间距依次测定0~45cm范围内的土壤坚实度,在每个地区重复15次,求其平均值。

1.3数据处理

数据处理采用DPSv7.05和EXCEL软件。

2结果与分析

2.1农田土壤剖面容重变化情况

土壤容重是影响作物根系生长的重要因子,А.Г.Бондарев[12]提出了不同质地类型土壤容重的最佳变异范围,对于粘质土和轻粘土类为1.00~1.30g/cm3,轻壤质土壤为1.10~1.40g/cm3,砂壤土为1.20~1.45g/cm3,而砂土类为1.25~1.60g/cm3。其次,以往均以表层土壤容重为指标评价土壤的物理状态,然而,科学家们早就认识到,目前许多农作物平均产量之所以仍低于依据气候条件而推算的潜在产量,问题就在于几十年来仅依赖于表层10cm土壤耕作和保护设施,并没有增加农作物产量,在农业系统中底土对根系增殖和植物生长的影响被忽略了,除了适当温度、水分和养分,根系还需要透气和低的机械强度环境[1]。由此可以看出,研究作物耕层土壤物理状态对于提高农作物生产水平有着极为重要的意义。也有学者研究得出,植物根系前期生长类型对根系未来的生长和分布有着永久性的影响[13]。基于这些原理,于小麦苗期对关中地区根区范围内土壤容重进行了调查与研究,结果见图2,从图2可以看出,关中地区农田土壤在小麦苗期仅在0~10cm表层维持着1.00g/cm3的平均土壤容重值,处于对大多数作物没有影响的水平;而剖面10cm以下土壤容重则急剧增大,在10~20cm容重平均值达到1.40g/cm3;20~40cm处土壤容重值为1.60g/cm3。剖面上各层之间土壤容重递增趋势极为明显,经LSD检验得出,达到了极显著水平(见表1)。依据А.Г.Бондарев资料和当地土壤质地基本类型不难判断,只有0~10cm土壤容重符合作物根系生长需求,而下层土壤容重已经达到了限制作物根系延伸的水平。土壤深层紧实化意味着疏松适宜的表土层出现了明显的薄层化趋势,保育作物根系适宜的土层厚度变小,势必影响着土壤对环境的协调能力,增加了作物对环境变化的敏感性。深层土壤容重增大,土体紧实化已经是当前农业生产上一个不容忽视的问题。

2.2农田土壤容重变异情况

为了全面掌握土壤物理状态,对关中地区农田土壤容重变异的基本特征作进一步分析(见图3),全面掌握土壤物理状态,以便为制定合理的土壤管理措施提供充分的依据。Васильев和Ревут曾提出[12],当土壤容重在1.05~1.20g/cm3时,小麦籽粒和玉米籽粒的产量最高,当小于1.05g/cm3和大于1.20g/cm3时,产量显著下降。依据作物产量得出,很疏松土壤的容重为0.90~1.05g/cm3;正常土壤容重为1.05~1.20g/cm3;紧实土壤容重为1.20~1.40g/cm3;很紧实土壤的容重大于1.40g/cm3。宋家祥等有研究提出[8],砂土、粘土对于棉花获得最大生物学产量和经济产量的最适宜土壤容重在1.20~1.30g/cm3之间。黄喜细也研究发现[14],小麦产量与土壤容重呈二次曲线关系,最高产量出现在容重为1.23~1.31g/cm3之间,当容重大于1.40g/cm3,时根系生长开始受阻;容重大于1.50g/cm3时,严重地阻碍根系生长。多数科学家认为,没有根系能够穿入土壤容重高于1.90g/cm3以上的任何土壤中,得出多数土壤的极限容重为1.70~1.80g/cm3,粘土为1.60~1.70g/cm3[15]。А.Г.Бондарев也得出了类似的结果,轻壤质土壤极限容重为1.60g/cm3,砂质土壤为1.80g/cm3[12]。依据关中地区土壤质地类型以及从图3可以看出,监测期间属于小麦苗期,表层0~10cm表层土壤容重比较小,变异在0.82~1.23g/cm3之间,暂时属于正常范围;但10~20cm土层容重则变异在1.25~1.62g/cm3,其中大于1.30g/cm3达到紧实程度以上标准的土壤样品数占到88%(见图3b)。20~30cm土壤容重变异在1.40~1.74g/cm3,其中容重高于1.40g/cm3属于很紧实的土壤样品占到96%,达到该土壤质地类型的极限容重1.60g/cm3以上样品占到52%(见图3c),该层次已经成为限制作物根系延伸的限制土层。30~40cm土层容重变异区间与20~30cm相同,也在很紧实以上水平,只是达到极限容重以上的样品数约为44%(见图3d)。由此得出,关中地区农田土壤存在着严重的深层紧实化问题,其隐蔽性很强,不容易被人们所察觉和重视,其对主要农作物的影响尚待深入研究。

2.3农田作物根区土壤坚实度变异情况

土壤坚实度是衡量作物根系延伸阻力的重要指标,一般认为紧实土壤中根系生长速度减慢,同时根的形态也变短变粗[1]。Masle等研究表明,作物叶面积大小与土壤阻抗力(坚实度)密切相关[1]。土壤坚实度影响植物光合产物的分配,随土壤坚实度增加,更多的光合产物以根系分泌物和脱落物的形式释放到土壤中。由于紧实土壤对植物生长及土壤养分有效性的影响,导致生长在紧实土壤中的作物产量和品质降低和养分利用率不高。Douglas等试验证明,紧实土壤上使用150kg/hm2氮肥与正常土壤上使用50kg/hm2氮肥所收获的黑麦草产量是相同的[15]。由此可以看出,全面监测农田土壤坚实度变异趋势,对于分析农田土壤贪水贪肥机理、作物产量徘徊不前等机理具有极为重要的科学价值。于小麦播种后一个月内监测了关中地区农田土壤坚实度(见图4)。由图4看出,在0~25cm范围内土壤坚实度变化随着土层深度增加而显著增大,在25cm以下土壤坚实度达到最大值1600kPa左右,且基本上不再变化。制约作物根系延伸的土壤阻力至今还不确定,Barley和Greeacon提出,阻止大多数作物根系延伸的阻力范围是800~5000kPa,并提出此值与作物类型有很大关系。其实只有20和50kPa外界压力就足以使小麦根的伸长分别减少50%和80%[15]。LhotskyJ和ZrubecF依据土壤质地类型依次提出了限制作物根系生长的坚实度值,对于粘土为2800~3200kPa、重壤土为3200~3700kPa、中壤土为3700~4200kPa、轻壤为4500~5000kPa、壤土5500kPa、砂土为6000kPa[1]。黄喜细等研究在砂壤土上穿透阻力大于1470kPa时根系生长开始受阻,阻力大于2450kPa时则严重阻碍根系的生长[9]。以此为依据判断,关中农田土壤0~10cm表层土壤坚实度基本上小于500kPa,土壤比较疏松,坚实度不会影响作物根系生长;在10~25cm土层土壤坚实度急剧增大,坚实度从288kPa增加到1477kPa,增大了约4倍多,显示出土壤亚表层具有明显的坚实化问题。尽管从表面上看,目前土壤坚实度尚未达到限制根系生长的标准,这只是因为秋季土壤深层墒情较好的缘故,一旦亚表层土壤水分被消耗,土壤坚实度就会增加,达到限制根系延伸的水平。

2.4影响土壤坚实度的主要因素

土壤坚实度作为土壤主要物理性质之一,主要依赖于土壤的质地类型、容重和含水量等,受土壤本身物理性质条件和土壤含水量两大因素影响显著。在关中土壤质地类型差异不很显著的条件下,其坚实度主要依赖于容重(密实化)和含水量(干燥化)。因此,将土壤容重(X1)和含水量(X2)与相同土层内的土壤坚实度平均值(Y)做偏相关分析,其结果如表2。

分析结果表明,土壤坚实度与土壤容重呈极显著正偏相关关系,而与土壤含水量呈负偏相关关系,但未达到显著水平。说明在本试验条件下,土壤容重对坚实度的影响程度远远大于土壤含水量的影响,成为造成该区土壤坚实度增大的主要因素。因此认为,关中地区土壤坚实度增大的主要原因是由于土壤密实化的结果,其次才是土壤干燥化。换句话说,为了减小土壤对作物根系的机械阻力需要疏松土体同时需要保持较高水平的土壤含水量,一般情况下疏松土体比维持较高水平土壤含水量容易,在关中地区适度疏松显得非常重要。

3结论

1)关中地区农田土壤容重底层显著大于表层,表层0~10cm土壤平均容重值为1.00g/cm3;10~20cm为1.40g/cm3;20~30cm为1.61g/cm3;30~40cm为1.60g/cm3。0~40cm范围内各层次间容重差异达到了极显著水平。

2)关中地区农田土壤深层紧实化问题不仅较为普遍而且非常严重,表层0~10cm土壤容重较小,属于正常范围;10~20cm土层容重大于1.30g/cm3达到紧实程度以上标准的土壤样品数占到88%。20~30cm土壤容重高于1.40g/cm3属于很紧实的土壤样品占到96%,达到该土壤质地类型的极限容重1.60g/cm3以上样品占到52%,该土层已经成为限制作物根系延伸的土层。30~40cm土层容重与20~30cm相同,也在很紧实以上水平,达到极限容重以上的样品数为44%。

土壤容重范文第9篇

关键词：短伐桉树林； 非短伐桉树林； 椰林； 土壤理化性状

中图分类号：S151.9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.014

Comparative Study of the Soil Physical Properties on Eucalyptus Plantations and Cocos Plantation

CHEN Hao1， 4， ZHAO Cong-ju1， NIU Yong-qiang2， ZHUO Zhi-qing1， WU Zhe-ying3， XU Wen-xian1

（1. School of Geography and Tourism， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China；2. Danzhou Forest Farm of Hainan Province， Danzhou， Hainan 571748， China；3. School of Life Science， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China；4. College of Resources and Environmental Science， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095， China）

Abstract： Two Eucalyptus plantations and one Cocos plantation were chosen as study sample plots in Danzhou Forest Farm， which lies in west Hainan Island. Through monitoring and sampling in the fixed sites， differences in soil physical properties of plantations managed in different ways were analyzed. The results showed that： （1） Soil separates were obviously "coarsening" in 0～10 cm soil layer of short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， and the change was little in the layer of non-short-rotation Eucalyptus plantation；（2） The soil bulk densities in 0～10 cm soil layer of short-rotation Eucalyptus plantation， non-short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation were 1.65， 1.69 and 1.56 g・cm-3 respectively， which were higher than other woodlands；（3） Capillary porosity was almost equal of short-rotation Eucalyptus plantation， non-short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， about 33%. Non-capillary porosity was 8.66%， 4.95% and 5.99% and total porosity， 41.89%， 38.62%， 39.05%， respectively；（4） The compaction of non-short-rotation Eucalyptus plantation was obviously higher than short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， and the values of which were very similar.

Key words： short-rotation Eucalyptus plantation； non-short-rotation Eucalyptus plantation； Cocos plantation； soil physical property

用方式的不同，土壤质地、结构以及土壤肥力等性质也会有明显差异[5]。因此，研究不同土地利用方式下土壤物理性状的差异性，对优化土地利用类型、实现土地资源可持续经营具有重要意义。

由于桉树生长快，耗水耗肥大，桉树人工林的生态问题备受关注[6]。已有的研究主要集中在桉树人工林蒸腾耗水、林下生物多样性以及林地土壤地力衰退等方面[7-9]，而关于桉树人工林生产与经营方式对林地土壤质地、结构影响的研究目前还较少。海南西部为我国热带半湿润、半干旱特殊生境区，也是我国重要的桉树浆纸林栽植区之一。为此，本研究选择海南西部儋州连片种植的桉树林为研究靶区，对短伐、非短伐两种经营方式下的桉树林与人工椰林样地定点采样，分析不同经营方式下林地的土壤质地、土壤孔隙、土壤紧实度、土壤容重等土壤物理性状差异，旨在揭示桉树人工林不同生产与经营方式对林地土壤物理的影响，为桉树人工林的生态管理和持续发展提供科学依据。

1 研究区与研究方法

1.1 自然环境

儋州林场位于海南岛西北部，地势较为和缓，土壤以砂质砖红壤为主，土层较薄，土壤肥力较低。年平均温度23.8 ℃，年均降水800～1 600 mm，蒸发量1 200～2 500 mm，属热带季风气候类型[10]。旱雨两季分明，季节性干旱严重，为一独特的热带疏林干草原植被类型区[11]。这里引种桉树已有90多年，植被以经营人工林为主，是我国重要的桉树浆纸林分布地区。

1.2 研究方法

1.2.1 样地选择 按照空间环境一致性要求，在儋州林场选取3块位置相近、自然条件一致且具有代表性的3 a短伐桉树林、20 a桉树林和12 a椰林作为研究样地。

1.2.2 样品采集与测定 （1）土壤容重、土壤孔隙度采用环刀法测定。每个样地取3组平行样，并将原状土带回实验室完成试验，并通过计算得出。

（2）土壤质地采用英国Mastersizer2000激光粒度分析仪测定。用多点法取样，每个样地取3组平行样（即行间一个点，两侧株间各取一个点），采样深度0～150 cm，除表层0～10 cm外，其余均为20 cm取样间隔。各层样品均匀混合装入密封塑料袋带回实验室，经预处理，上机测试。

（3）土壤紧实度用SC-900数显式土壤紧实度仪现场测定。每个样地选取4个株间点和3个行间点共7个点进行测量，测量深度为0～45 cm，每2.5 cm读1次数。

2 结果与分析

2.1 3类林地的土壤质地

短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10 cm土层各粒级百分数与0～150 cm土层各粒级百分数之间存在较大差异（表1）。与0～150 cm土层相比，短伐林、椰林0～10 cm土层的黏粒、粉粒减少，砂粒增多；而非短伐林黏粒、粉粒增加，砂粒减少。

短伐林、椰林土壤表层0～10 cm粒级组成“粗化”的原因不同。短伐林因机械松土，土壤松散，缺少植被保护，才导致表土细颗粒物质流失。椰林林下草本层盖度达95%以上，根系极其发达，根系和枯枝落叶层增加了土壤的疏松性、通气性及透水性，土壤黏粒（包括物理性粘粒）随土壤水分向下淋失，致使表层黏粒、粉粒减少，砂粒增多。非短伐林表层土壤紧实，并形成一层硬结皮，对土壤水分下渗以及黏粒向下淋失具有阻碍作用。这一点从土壤剖面黏粒分布观测实验得以证实。短伐林0～150 cm土层黏粒（

2.2 3类林地的土壤容重

短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10 cm的土壤容重介于1.55～1.70 g・cm-3之间，较一般土壤容重要大（图1）。其容重由大到小依次为：非短伐林地（1.69 g・cm-3）、短伐林地（1.65 g・cm-3）、椰林地（1.56 g・cm-3）。土壤容重除与母质有关外，还与耕作方式、土地利用类型密切相关。椰林地草本层发育，根系发达，是其黏粒含量较高与土壤容重较小的重要原因。非短伐林土壤多年受扰动较少，加之雨水对地面的冲击等因素影响，表层土壤逐渐紧实，土壤容重增大；而短伐林的土壤因翻耕松土，土壤容重稍低。

土壤容重是土壤的一个基本物理性质，是土壤肥力状况的重要参数。土壤容重小，则表明土壤疏松多孔，结构性良好；而土壤容重大，表明土壤紧实、板结，土壤退化趋势愈强。耕地因受农业耕作的影响，土壤容重多在1.30 g・cm-3以下，而林地土壤容重稍高；但过大的土壤容重不利于林木生长，需要采取相应措施降低土壤容重[12]。

2.3 3类林地的土壤孔隙度

短伐连栽桉树林土壤表层0～10 cm的总孔隙度最大，为41.89%，非短伐桉树林和椰林的总孔隙度略小，前者为38.62%，后者为39.05%（图2）。

短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10 cm的毛管孔隙度相差很小，平均为33.32%。土壤的毛管孔隙的当量孔径很小，基本上由土壤质地、土粒排列方式等内部因素决定，受外界因素的影响较小。3个样地距离较近，土壤质地较为接近，所以3块林地的毛管孔隙度也非常接近。

非毛管孔隙较毛管孔隙要少得多。短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10 cm的非毛管孔隙度分别为8.66%、4.95%和5.99%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙分别比非短伐桉树林和椰林多75%和45%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙相对较多，与桉树超短轮伐以及土地翻耕次数相对较多密切相关。

土壤孔隙是土壤中容纳水分、空气的空间，也是土壤物质与能量交换的场所。土壤孔隙数量、大小及比例适当，有利于水、肥、气、热的协调，有助于改善土壤的结构和肥力，有利于植物生长与根系活动。3块林地的毛管孔隙度与原始林与次生林基本相当，而总孔隙度、非毛管孔隙度明显小于原始林与次生林[13-14]。人为耕作、根系切割以及落叶降解合成的土壤有机质是影响土壤非毛管孔隙的重要因素[15]。因而，需要采取合理措施，增加非毛管孔隙，使总孔隙度接近或达到45%～50%，以促进植物生长与林业增产。

2.4 3类林地的土壤紧实度

短伐连栽桉树林、非短伐桉树林、椰林地土壤紧实度均随深度增加而波状上升，即表层土壤紧实度偏小，随着深度增加，土壤紧实度增大（图3）。

短伐林在30 cm处土壤紧实度达到最大值1 803 kPa，非短伐林在37.5 cm处达到最大值2 405 kPa，椰林在30 cm处土壤土壤紧实度达到1 539 kPa。短伐桉树林土壤紧实度略高于椰林，而与非短伐桉树林差别较大；非短伐桉树林土壤紧实度明显高于短伐林和椰林。从总体上讲，椰林的土壤紧实度较小，而种植桉树以后会有不同程度地增大，非短伐桉树林土壤紧实度最大。

土壤紧实度是重要的土壤物理指标，影响着植物根系穿透。土壤的紧实程度是土壤本身属性与耕作、管理以及环境因素共同作用的结果，也是土壤质量退化的主要标志[16]。在不存在发生学差异的情况下，人为管理与土地利用方式的不同无疑是土壤紧实度差异产生的主要原因。因此，适当深耕松土，增加土壤孔隙，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与持续经营具有重要作用。

3 结 论

（1）短伐桉树林、椰林土壤的表层0～10 cm粒级组成“粗化”明显，而非短伐桉树林的变化较小；短伐林、椰林土壤剖面黏粒淋失明显，尤其椰林黏粒峰值出现于70～80 cm深土层，而非短伐桉树林土壤剖面黏粒（

（2）短伐桉树林、非短伐桉树林、椰林表层0～10 cm的土壤容重较大，分别为1.65，1.69，1.56 g・cm-3。

（3）短伐林地、非短伐林地、椰林地的土壤表层0～10 cm的毛管孔隙度非常接近，而非毛管孔隙度分别为8.66%，4.95%，5.99%；其土壤总孔隙度分别为41.89%，38.62%，39.05%，明显小于原始林与次生林。

（4）短伐林地、非短伐林地、椰林地表层的土壤紧实度较小，随着深度增加，土壤紧实度呈增加趋势。非短伐林的土壤紧实度明显高于短伐林和椰林，而0～25 cm土层短伐桉树林的土壤紧实度与椰林相近，25 cm以下土层短伐桉树林的土壤紧实度高于椰林。

综上所述，3类林地的土壤物理指标都较差，相对来讲，椰林稍好，短伐林又略好于非短伐林。在控制水土流失前提下，适当深耕松土，增加土壤孔隙，降低土壤容重，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与林地持续发展具有重要意义。

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土壤容重范文第10篇

关键词：三江源区；高寒草地；退化程度；土壤特征

中图分类号：S151．9 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）06－1102-05

Characteristics of Soil on Different Degraded Grasslands on Alpine Meadow in Source Area of Lancang， Yellow and Yangtze River

WEI Wei－dong，LI Xi－lai

（College of Agriculture and Animal Husbandry， Qinghai University，Xining 810016， China）

Abstract： Characteristics of soil in different degradation grassland on alpine meadow were analyzed based on different soil layers． The results showed that under the ecological conditions of source area of Lancang， Yellow and Yangtze river， Alpine meadow degradation had marked effects on soil physical and chemical characteristics． The soil bulk density， moisture content， total porosity in 0～30cm soil layer of the different degraded alpine meadow were significantly different． Soil bulk density increased with the aggravation of degraded alpine meadow and also increased with the increment of soil depth． The corresponding values ranged from 1．02 to 1．61 g／cm3． The soil moisture content and total porosity decreased with the aggravation of degraded alpine meadow， their range values were 13．98％～70．75％， 40．82％～60．29％ respectively． Soil pH increased gradually with the expansion of degradation degree． Content of SOC（0～10 cm） was highest in undegraded alpine meadow， while 36．05％， 61．82％ and 66．55％ decreased in light， moderately and heavy degradation alpine meadow compared with undegraded alpine meadow respectively． The tendency of total N ，total P and total K contents in different degradation alpine pasture were undegraded meadow ＞ light degraded meadow ＞ moderately degraded meadow ＞ heavy degraded meadow．

Key words： source area of Lancang river， Yellow river and Yangtze river； alpine meadow；degraded degree；soil characteristics

三江源区位于青海省南部（89°24′－102°15′E，31°32′－36°16′N），地处青藏高原腹地，平均海拔3 500～4 500 m，是青藏高原重要的组成部分［1］，长江、黄河、澜沧江的发源地［2］，也是世界上海拔最高、面积最大的湿地分布区和生态系统最敏感和脆弱的地区［3］，青海省乃至全国重要的生态环境保护区。

近年来，由于三江源区人口急剧增加、草场牲畜超载过牧、鼠害严重、土壤侵蚀及全球气候变化等人为和自然因素的共同影响，高寒草地严重退化，使得该地区生态环境日益恶化，生态系统极其脆弱，威胁着广大牧民群众的生存与发展，也威胁着三江中下游广大地区的生态安全。高寒草地退化主要表现为植物生产力及质量下降、土壤理化和生物性状恶化等诸多问题。由于高寒草地退化是植被－土壤系统的整体退化，因此，高寒草地土壤退化是草地退化的核心问题之一［4］，伴随草地植被退化的土壤退化将导致土壤物理、化学性质发生相应的变化。目前，关于三江源区不同退化程度高寒草地的研究相对集中于高寒草地生态系统群落结构、物种等方面［5，6］，对退化高寒草地土壤方面的研究，尤其是三江源区土壤理化性质方面的研究相对较少，因此，探讨三江源区独特气候、地理等自然背景下不同退化程度高寒草地土壤物理、化学性质的变化规律具有重要意义。通过研究不同退化程度高寒草地土壤理化性质的变化特征，以期揭示三江源区退化高寒草地土壤特征的演变过程、规律及对高寒草地退化的响应，为三江源区退化高寒草地生态环境治理、草地植被恢复与重建提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1．1 研究区自然概况

研究区位于青海省果洛州甘德县青珍乡，地理位置为34°08′N、100°12′E，平均海拔4 082 m，为典型高原大陆性半湿润气候区，无四季而只有冷季、暖季之分，冷季长达9个多月。年均气温－2．00 ℃，极端最低气温－35．03 ℃；年均降水量520 mm，年均蒸发量1 465 mm，太阳辐射强，年日照时数2 313～2 607 h，牧草生长季150 d，无绝对无霜期；土壤为高山草甸土，土层薄、质地差、易侵蚀。研究区以莎草科（Cyperaceae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）、龙胆科（Gentianaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、豆科（Leguminosae）等植物为主，属于典型高寒嵩草草甸草地。

1．2 样地设置

按照文献［7］的方法对研究区草地群落的退化状况进行调查，并结合地表及水土流失状况、鼠害程度等指标综合判断将其划分为未退化草地（UD）、轻度退化草地（LD）、中度退化草地（MD）、重度退化草地（HD）4种样地（表1）。

1．3 土样采集

2010年8月在样地取样，在UD、LD、MD、HD上各设置5个采样点挖土壤剖面，每个剖面分0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm采集土样，然后将同一土层土样混合为一个土样，混合土样采用烘干法测定土壤含水量，并带回实验室风干、去杂、过筛后供试验分析用；按照文献［8］的方法进行土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、pH的测定；土壤容重采用环刀（100 cm3）法分层测定；土壤总孔隙度计算公式为P＝93．95－33．00b，式中，P为土壤总孔隙度，b为土壤容重［9］。

1．4 数据分析

使用Excel 2003整理数据，使用SPSS 12．0进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 不同退化程度高寒草地土壤容重的变化

土壤容重是反映土壤松紧程度、孔隙状况、通透性及植物根系生长阻力状况等的重要物理性质［10］。图1反映出随着高寒草地退化程度的加剧，土壤容重呈增加趋势；同一退化程度下，随土壤层次的加深容重呈增加趋势；不同退化程度间，0～10 cm土层容重比20～30 cm土层容重变化幅度大，说明表层土壤容重更易受高寒草地退化的影响。通过对试验数据统计分析，不同退化程度高寒草地土壤容重差异显著（P＜0．05）。高寒草地样地土壤容重为1．02～1．61 g／cm3，未退化高寒草地20～30 cm土层容重是0～10 cm土层容重的1．37倍，而重度退化高寒草地20～30 cm土层容重是0～10 cm土层容重的1．15倍，说明重度退化程度下，表层土壤与较深层土壤容重差距缩小。

2．2 不同退化程度高寒草地土壤含水量的变化

图2反映出随高寒草地退化程度的加剧，土壤含水量呈下降趋势；同一退化程度下，随土壤层次的加深含水量呈下降趋势；不同退化程度间，0～10 cm土层含水量较20～30 cm土层含水量变化幅度大。通过对试验数据统计分析，不同退化程度高寒草地土壤含水量差异显著（P＜0．05）。样地土壤含水量为13．98％～70．75％，0～10 cm土层含水量未退化草地是重度退化草地的2．49倍，而20～30 cm土层含水量未退化草地仅是重度退化草地的1．98倍，说明高寒草地退化对土壤表层含水量的影响更明显。

2．3 不同退化程度高寒草地土壤总孔隙度的变化

土壤总孔隙度反映了土壤中所有孔隙的总量，主要影响到土壤中水分、气体的存在状况［11］。适宜的土壤总孔隙度有利于植物根系的生长，同时土壤总孔隙度也是土壤涵养水分能力的体现。图3反映出随高寒草地退化程度的加剧，土壤总孔隙度呈下降趋势；同一退化程度下，土壤总孔隙度随土壤层次的加深呈下降趋势。通过对试验数据统计分析，不同退化程度下土壤总孔隙度、同一退化程度下不同土层土壤总孔隙度均差异显著（P＜0．05）。样地土壤总孔隙度为40．82％～60．29％，0～10 cm土层土壤总孔隙度未退化草地是重度退化草地的1．26倍，反映出重度退化对表层土壤紧实度影响明显，草地植物生活的表土层通透性变差。

2．4 不同退化程度高寒草地土壤pH的变化

图4结果表明，不同退化程度高寒草地土壤pH有一定变化，总体随退化程度的加剧而增大；0～10 cm土层、20～30 cm土层重度退化草地较未退化草地土壤pH有所增加；同一退化程度下，pH随土层加深而增大。通过对试验数据统计分析，不同退化程度间、同一退化程度不同土层间均未达显著差异（P＞0．05）。

2．5 不同退化程度高寒草地土壤有机碳的变化

土壤有机碳影响土壤肥力、土壤持水能力、土壤抗侵蚀能力和土壤容重等，其变化状况还可以指示土壤的退化及其程度。图5结果表明，随高寒草地退化程度的加剧，土壤有机碳含量呈下降趋势；同一退化程度下，随土壤层次加深有机碳含量呈下降趋势。通过对试验数据统计分析，同一退化程度下，0～10 cm土层与10～20 cm土层、20～30cm土层间有机碳含量差异达极显著水平（P＜0．01）。在0～10 cm土层，轻度退化、中度退化、重度退化草地有机碳含量较未退化草地分别下降了36．05％、61．82％、66．55％，反映出随草地退化程度的加剧，表层土壤有机碳含量迅速下降，与地上植被盖度的迅速下降一致。10～20 cm土层、20～30 cm土层不同退化程度间土壤有机碳含量差异不显著（P＞0．05）。土壤有机碳含量的变化取决于有机物的输入量和输出量的平衡［12］，说明随着高寒草地退化程度的加剧，植被盖度的变化使草地植物固碳能力下降，减少了土壤碳库的碳输入量。

2．6 不同退化程度高寒草地土壤全氮、全磷、全钾的变化

图6、图7、图8反映出随着高寒草地退化程度的加剧，土壤全氮、全磷、全钾含量均呈下降趋势。同一退化程度下，全氮、全磷含量随土层加深呈下降趋势，全钾含量随土层加深呈增加趋势。20～30 cm土层全氮含量在不同退化程度间的变化幅度相对较小，0～10 cm土层、10～20 cm土层全氮含量及各土层全磷含量、全钾含量在不同退化程度间的变化幅度相对较大，反映出退化程度对较浅土层全氮的影响明显，对0～30 cm土层全磷、全钾的影响均明显。通过对试验数据统计分析，不同退化程度高寒草地土壤全磷、全钾含量差异显著（P＜0．05），但当高寒草地退化到中度、重度程度时对土壤全钾的影响相对较小；0～10 cm土层、10～20 cm土层不同退化程度高寒草地土壤全氮含量差异显著（P＜0．05），20～30 cm土层不同退化程度高寒草地土壤全氮含量差异不显著（P＞0．05）；同一退化程度下，不同土层间全氮、全磷含量差异显著（P＜0．05），中度退化、重度退化下不同土层间全钾含量差异不显著（P＞0．05）。不同退化程度下高寒草地土壤全氮、全磷、全钾的含量分别为1．17～4．61 g／kg、0．49～0．77 g／kg、17．48～19．12 g／kg，0～10 cm土层重度退化草地较未退化草地全氮、全磷、全钾分别下降37．09％、12．99％、4.51%。

3 小结与讨论

1）研究中，三江源高寒草地不同退化程度对土壤主要物理、化学性质的影响明显。随着退化程度的加剧，土壤容重呈增加趋势，土壤含水量、土壤总孔隙度、土壤pH、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷、土壤全钾总体呈下降趋势。同一退化程度下，高寒草地退化对0～10 cm土层物理、化学性质的影响总体较10～20 cm土层、20～30 cm土层的影响显著。

2）高寒草地不同退化程度下土壤容重差异显著。草地超载过牧是引起草地退化的诱因之一，超载的牲畜长期对草地土壤践踏而使土壤逐渐变紧实；原因之二在于随草地退化程度加剧，地上植被盖度显著下降，水土流失严重，小粒径土壤颗粒流失导致容重增加。土壤容重增加通常表明土壤呈现退化趋势，且容重愈大，土壤退化愈严重［13］。

3）高寒草地重度退化对表层土壤含水量、土壤总孔隙度、有机碳、全氮、全磷、全钾的影响比对较深土层的影响更加显著，而高寒草地优势植物莎草科嵩草属的矮嵩草、小嵩草等根系的分布相对集中于表土层，因此受高寒草地退化的影响尤其明显，既反映出随高寒草地退化程度的加剧植被盖度急剧下降，也反映出退化高寒草地由于植被盖度的下降导致涵养水分、补充碳源等能力下降，从而使退化草地植被恢复与重建因受到了土壤含水量等的制约而变得困难。

4）土壤性质的变化是高寒草地土壤退化发生、发展的前提，同时对土壤有机物质的转化、土壤肥力的演变具有显著影响［14］。草地退化包括植被的退化和草地土壤的退化，二者具有相互反馈、相互促进的作用。而在三江源地区，广泛存在的轻度、中度、重度退化草地植被种类组成、产量等都已发生显著变化，不仅减少了地上生物量和地下生物量，而且植被的变化引起了土壤性质的明显变化，反之，土壤性质的变化如容重的增加、含水量、有机碳、全磷、全钾的下降进一步反作用于植被，既导致植物生长受抑制，又可能成为土壤侵蚀的重要诱因，使得高寒草地退化加剧、恢复与重建难度加大。土壤性质的变化可以作为监测草地退化的指标，尤其是表层土壤物理、化学性质对草地退化的响应相对比较敏感。

5）研究发现，在研究区样地不同退化程度下草地土壤全氮、全磷、全钾含量均总体呈未退化草地＞轻度退化草地＞中度退化草地＞重度退化草地的变化趋势，与蔡晓布等［14］的研究所表明的草地轻度退化阶段的土壤肥力特征总体上高于正常草地的结论不同，有待深入研究。

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